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Nature Energy (NPG), Vol. 3, 236–242 (2018)

Évaluation expérimentale et quantitative de cellules solaires à porteurs chauds

Cellules solaires à porteurs chauds, hétérostructures à puits quantique, rendement de conversion

Évaluation expérimentale et quantitative de cellules solaires à porteurs chauds

Cellules solaires à porteurs chauds

Dans les cellules solaires conventionnelles, à simple junction, une grande partie de l’énergie solaire incidente est perdue sous forme de chaleur, ce qui limite le rendement théorique maximum de la cellule solaire. Dans cet article, nous montrons la possibilité d’exploiter l’énergie solaire disponible en utilisant des dispositifs à porteurs chauds, sous concentration lumineuse. Une cellule solaire composée d’une hétérostructure à puits quantique InGaAsP est étudiée par des mesures quantitatives de luminescence. En particulier, l’étude thermodynamique de la population de porteurs chauds permet de montrer leur contribution dans les performances de la cellule solaire. Nous montrons que la tension et le courant sont augmentés par la présence de la population de porteurs chauds dans le puits quantique. Ces résultats expérimentaux valident l’utilisation du régime de porteurs chauds pour augmenter les performances photovoltaïques.

 
Courbe courant-tension sous forte illumination au maximum du rendement de conversion
 
Variations de la température des porteurs (électrons) dans le puits quantique (c) et des potentiels électrochimiques dans le puits quantique et les barrières (d), en fonction de la puissance du laser (sous forte illumination, simulant un fonctionnement sous concentration)
 
Contacts
Alain LE CORRE

alain.le-corre insa-rennes.fr

02 23 23 83 06

Soline BOYER-RICHARD

soline.richard insa-rennes.fr

02 23 23 83 02

Olivier DURAND

olivier.durand insa-rennes.fr

02 23 23 86 28 / 06 27 10 65 81

 
Partenaires

IPVF (Palaiseau, France)

 
Référence

Quantitative experimental assessment of hot carrier-enhanced solar cells at room temperature, D.-T. Nguyen, L. Lombez, F. Gibelli, S. Boyer-Richard, A. Le Corre, O. Durand and J.-F. Guillemoles. Nat. Energy 3, 236–242 (2018)
hal-01745902

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